Çöp torbası üretim sürecinde üretimin verimliliği sadece makinenin hızından ibaret değildir. Dakikada 250 tur hızla çalışan bir hat yine de potansiyel üretiminin yüzde 30'unu kaybedebilir. Bu kayıplar mikro arıza sürelerinden, israfın reddedilmesinden ve uzun değişim sürelerinden kaynaklanmaktadır. Bir Çöp Torbası Yapma Makinesinin gerçek verimliliğini artırma yöntemleri arasında donanım mühendisliği, kontrol yazılımı ve süreç tasarımı yer alır. Bu yöntemleri anlamak için makinenin en yüksek hızına bakmamız gerekir. Makinelerin üretkenliğe zarar veren belirli türdeki kayıpları nasıl ortadan kaldırdığını anlamamız gerekiyor.
Teorik ve Üretken Çıktıyı Ayırt Etmek
Verimlilik analizinin ilk kuralı, nominal hız ile gerçek çıktının nadiren aynı olmasıdır. Uluslararası Standardizasyon Örgütü, üretim operasyonlarına yönelik temel performans göstergelerine ilişkin ISO 22400-2 aracılığıyla bu açığı Genel Ekipman Etkinliği veya OEE ile tanımlar. OEE kullanılabilirliği, performansı ve kalite oranlarını artırır. Örneğin, dakikada 200 torba kapasiteli bir makinenin aksama süresi yüzde 12'dir. Malzeme değişimini karşılamak için en yüksek hızının yüzde 85'inde çalışır. Ve bu, yüzde 4 oranında standart dışı-bir ürün anlamına geliyor. Bu makinenin OEE'si yaklaşık yüzde 63'tür. Yani teorik kapasitesinin yüzde 37'si kaybolmuş durumda.
Modern bir Çöp Torbası Yapma Makinesi, bu üç kayıp alanının her birini özel mühendislik çözümleriyle düzeltir. Kayıpları izlemek ve azaltmak için operatöre bağlı değildir. Sonraki bölümlerde makinenin her tür kaybı nasıl azalttığına bakacağız.
Verimi İkiye Katlamak için Tandem Sızdırmazlık Mimarisi
Verimliliği artırmanın en doğrudan yolu, makinenin daha hızlı çalışmasını sağlamak değil, tasarımını değiştirmektir. Eski çöp torbası üretim hattında hava geçirmez bir istasyon kullanılıyor. Bu istasyondaki her makine bir torba işliyor. Her döngünün adımları vardır. Mühürler kapanır. 160-200 derecede 0,15-0,4 saniye kapatın. Sonra aç. Film daha sonra bir torbanın uzunluğunu ileri doğru hareket ettirir. Tam döngü 0,4-0,6 saniye sürer. Bu, üretimi dakikada yaklaşık 100-150 torbayla sınırlandırıyor.
Üretim verimliliğini artırmak için, Çöp Torbası Yapma Makinesi seri kapatma cihazını benimser. Bu, iki kapatma istasyonu arasında geçiş yapmak anlamına gelir. İstasyon B, filmi hareket ettiriyor ve İstasyon A kesinti sırasında kapanmaya hazırlanıyor. İki istasyon aynı film yolunu paylaşıyor. Ama teker teker farklı torba pozisyonlarında çalışıyorlar. Bu, verimi ikiye katlayarak dakikada 250-350 torbaya çıkardı. Bu, kalış süresini yarı yarıya azaltmayacaktır. Bu önemlidir çünkü 0,15 saniyeden daha kısa bir bekleme mührü zayıflatır.
Plastik Mühendisleri Derneği'nin (SPE), yüksek-hızlı polietilen film kapatmayla ilgili teknik bir makalesi vardır. Belgeler, normal kapatma sıcaklıklarında, 0,12 saniyeden daha kısa bir kalma süresinin, polimer zincirlerinin yalıtım boyunca tamamen karışmasına izin vermediğini göstermektedir. Bu, soyulma mukavemetini yüzde 25-35 oranında azaltacaktır. Seri tasarım iyi aksama süresini korur. Aynı zamanda makine zamanına göre dakika başına üretilen conta sayısını iki katına çıkarır. Bu, tek duraklı tasarıma kıyasla net üretkenlikte yüzde 95'lik bir artışla sonuçlandı. Bu artışta ikinci tesisteki ek bakım çalışmaları dikkate alınmıştır.
Servo-Odaklı Film Dizine Ekleme ve Hızlandırma Profili Oluşturma
İnce film tahrik mekanizması filmi yapıştırma, delme ve kesme istasyonlarından çeker. Sistem, hız kısıtlamalarının ve ürün değişkenliğinin ana nedeni olmuştur. Mekanik kam-tahrikli indeksleyicilerin sabit bir hızlanma modeli vardır. Polietilen filmin üzerine yüksek bir etiket yapıştırdılar. Jerk, ivmedeki değişim oranıdır. Bu, zarın gerilmesine, genişliğinin değişmesine ve bazen hızın dakikada 150 turdan fazla kırılmasına neden olur.
Servo tahrikli indeksleyiciler, kamları programlanabilir bir elektronik kam profiliyle değiştirir. Bu profil hareket kontrol cihazında saklanır. Servo motor hassas silindir çiftlerini çalıştırır. Bu silindirler genellikle 120-150 mm çapındadır. Krom-kaplıdırlar ve Ra 0,2-0,4 mikron yüzey kaplamasına sahiptirler. Silindir filmi sıkıca tutar ve torbanın ayarlanan uzunluğuna göre ileri doğru hareket eder. Sarsıntıyı sınırlamak için S-eğrisi hızlanma eğrisini kullanırlar. IEEE Endüstriyel Elektronik İşlemleri bunu inceledi. Sonuçlar, S-eğrisi hareket profilinin, aynı döngüsel hızda sabit hızlanma profiline kıyasla tepe film gerilim oranını yüzde 40 oranında azaltabildiğini göstermektedir. Bu, makinenin, filmin elastik sınırını aşmadan, 12 μm'lik bir LLDPE film üzerinde dakikada 250+ oranında çalışmasına olanak tanır.
Servo indeksleyicinin torba uzunluğu konumlandırmasında ±0,3 mm doğruluğu vardır. Bu doğruluk önemlidir çünkü torba uzunluğundaki değişiklikler sonraki adımları etkileyebilir. Kağıt torbanın uzunluğu 2 mm'den fazla kesilirse, 500 torbalık ambalaj kartonu çok uzun olur. Bez torbanın 2 mm kısa kesilmesi durumunda bez torbanın boyutu gereksinimleri karşılamıyor demektir. TAPPI Dönüştürme Bölümü, boyutsal tekrarlanabilirliğin ±0,5 mm dahilinde olduğunu ve hacim atık oranının ±2 mm toleranslara kıyasla yüzde 60-70 oranında azaldığını söylüyor.
Uçan Ekleme ile Otomatik Rulo Değiştirme
Torbalama prosesinde plansız duruşların en büyük nedenlerinden biri merdane değişimidir. Standart 500 kg'lık rulo 1.200 mm genişliğindedir ve 15 μm LDPE film yaklaşık 28.000 doğrusal metredir. Bu yaklaşık 35.000 standart 800 mm'lik torba için yeterlidir. Dakikada 250 torba ile rulolarınız yaklaşık 140 dakikada tükenebilir. Yani vardiya başına 8-10 ses değişimi oluyor.
Manuel geri sarma tek seferde 8-15 dakika sürer. Makineyi durdurmanız, boş çekirdeği çıkarmanız, yeni bir tambura yüklemeniz, filmin kuyruğunu çalışan tel ile birleştirmeniz ve yeniden geçirmeniz gerekiyor. Bu, vardiya başına 60-120 dakikalık üretim kaybına eşdeğerdir. Otomatik sarma makinelerine sahip çöp torbası imalatçıları, her değiştirme süresini 30-45 saniyeye kadar kısaltıyor. Tam hızda birleşti.
Sinek-devirme sistemi bu şekilde çalışır. İkincil açma konumu, yedek ruloyu hazır tutar. Ön kenarı koli bandıyla sabitlendi. Lazer sensör bunu, çalışan silindirin çapı ayarlanan minimum değere ulaştığında algılar. kontrol sistemi daha sonra bekleme rulosunu hat hızına uyacak şekilde hızlandırır. Sıcak mozaik çubuğu örtüşme noktasına doğru bastırır. Eski ağı kırptı. Bütün bunlar 2-3 saniyede oluyor. Makineler asla durmaz.
Avrupa Plastik Geri Dönüşüm ve Geri Kazanım Kuruluşları Birliği (EPRO), esnek film dönüştürücüler için operasyonel kıyaslama verilerine sahiptir. Veriler, otomatik birleştirme sisteminin, rulo değişimlerinden kaynaklanan vardiya başına ortalama aksama süresini yüzde 85 – 92 oranında azalttığını gösteriyor. Bu, vardiya başına 50-100 dakikalık üretim süresini geri kazandırabilir.
Satır İçi Kusur Tespiti ve Kapalı-Döngü Düzeltme
Kalite kayıpları, atılması veya daha düşük kalitede satılması gereken spesifikasyonlardan yapılmış bir torbadır. Bunlar genellikle hat içi denetim olmadan makine üretiminin yüzde 3-6'sını oluşturur. Saatte 250+ torba yüksek-hızlı tren hattında, 90 saniye boyunca bile fark edilmeyen bir kalite sorunu, 375 bozuk torbayla sonuçlandı.
Modern yapay görme algılama sisteminin iki önemli noktası vardır.
Mühür Kontrolü, 2.048 – 4.096 piksel yüksek-çözünürlüklü kablolu-bir tarama kamerası kullanır. Kameralar, yapılır yapılmaz alt contayı görüntüleyecektir. Sistem conta genişliğinin düzgünlüğünü kontrol eder. Eksik füzyon veya soğukluk bulur. Ayrıca contaya sıkışan jel parçacıkları veya toz gibi kirlenmeleri de bulur. Paketleme ve İşleme Teknolojileri Derneği (PMMI), görünür ışık kullanan hat içi termal görüntülemenin, dakikada 300 torbanın üzerindeki hızlarda mühür kusurlarının yüzde 98'ini tespit ettiğini söyledi.
Perforasyon incelemesinde ikinci bir kamera kullanılır. Kamera deliğin derinliğini ve bütünlüğünü kontrol eder. Sığ bir turnike torbasının neden olduğu bir delik. Çok derin bir yara, torbanın ambalajın erken yırtılmasına neden olur. Sistem, her delme noktasında kalan malzeme köprüsünün kalınlığını ölçer. 0.5 -1.5 mm tolerans aralığının dışındaki torbaları işaretler.
Bir kusur tespit edildiğinde sistem yalnızca alarm vermekle kalmaz. Ölçüm verilerini sızdırmazlık ve delik açma kontrolörlerine geri gönderir. Conta sıcaklığı çok düşükse ve füzyon tamamlanmamışsa, kontrol cihazı ayar noktasını otomatik olarak 2 – 3 derece C yükseltecektir. Delik derinliği çok sığsa bıçak derinliği servo ayarı 0,02 mm'dir. Bu kapalı-döngü düzeltmesi, kontrol sürecinin çıktısına ilişkin ISO 9001 kalite yönetimi çerçevesinin Madde 8.5.1'ine uygun olarak onaylanmıştır. Kaliteyle ilgili israfı yüzde 3-6'dan yüzde 0,5'in altına düşürür. Bu, saatte 6 – 12 ekstra üretim dakikasına eşdeğerdir.
Çok-Çok Formatlı Üretim için Hızlı-Araç Değiştirme
Çöp torbası yelpazesi genişledikçe, 20{{5}litrelik mutfak torbalarından 240 litrelik çöp kutularına kadar boyutlar da büyüyecek. Göstergeler ayrıca 12 mikronluk ince torbalardan 35 μm ağır hizmet tipi torbalara kadar değişiklik göstermektedir. Ve düz mühür, yıldız mühür, fermuar, mühür vb. gibi farklı stiller. Bu nedenle, bu türler arasında hızlı geçiş, çıktıda önemli bir faktördür.
Japonya Yönetim Birliği'nin SMED SMED yöntemi. Birçok fabrika iş değiştirmek için bunu kullanıyor. SMED kurulum süresini iki kısma ayırır. Dahili ayarlar makinenin durması gerektiği anlamına gelir. Harici ayarlar, makine çalışmaya devam ederken hazır olabileceğiniz anlamına gelir. SMED kurallarına uygun bir Çöp Torbası Yapma Makinesi bu özelliklere sahiptir.
- Cıvata kesiciler yerine kam kilitleme kolunu kullanarak-hızlı açılan contalar. Sonuç olarak barkod değiştirme süresi 20 dakikadan 3 dakikanın altına indi.
- Takım arabaları önceden yerinde. Bir sonraki formatın yapıştırma çubuklarını, delikli bıçaklarını ve katlama plakalarını doğrudan makinenin içinde tutarlar. Mevcut çalıştırmada ayarlanırlar.
- Tarife göre servo ayarları. Bu kontrol torbalarının uzunluğu, katlanma genişliği ve delik konumu. PLC onları beş saniye içinde arayacak. Ve mekanik değişime ihtiyaç duymaz.
- Dişli kılavuz rayların ve bant bağlama istasyonlarının bağlantı noktaları renk kodludur. Bu nedenle operatörün doğru yolu bulmak ve bağlamak için herhangi bir kılavuza bakmasına gerek yoktur.
ISO 22400-2 OEE kuralları Üretim Performansı Enstitüsü tarafından kullanılmaktadır. SMED tabanlı torba makinelerinin tüm formatı altı ila 10 dakika içinde değiştirebildiğini buldular. Bu, ilk ürün kalite kontrollerini içerir. Ancak ortalama bir makine 30-45 dakika sürer. Vardiya başına 4-6 format değişikliği yapılan tesislerde 90-180 dakika çalışma süresinden tasarruf edebilirsiniz.
Kestirimci Bakım ve Ekipman Kullanılabilirliği
Planlanmamış kesintiler bir bileşen arızasından kaynaklanır. Örneğin rulmanlar sıkışabilir, conta ısıtıcıları yanabilir veya delikli bıçak aşınabilir. Kapanma en çok üretkenliğe zarar verdi. Çünkü bu hiçbir uyarı olmadan gerçekleşir. Sorunu çözebilmeniz için önce bulmanız gerekir.
İmalat Mühendisleri Derneği Enstitüsü bazı verileri yayınladı. Veriler, Packers'ın planlanmamış aksama süresinin, kesintiden yeniden başlatmaya kadar 45 ila 90 dakika sürdüğünü gösterdi. Tek başına teşhis 25-40 dakika sürer.
Kestirimci bakım bu sorunu çözer. Parçaların sağlamlığı kontrol ediliyor. Bir parça kötüleştiğinde uyarı verir ancak arızalanmaz. Bir Çöp Torbası Yapma Makinesi üreticisinin yapılması ve yapılmaması gerekenler şunlardır:
Titreşim sensörleri sızdırmazlık istasyonunun yatağına monte edilmiştir. İvme sensörleri rulmanların titreşim modellerini ölçer. Rulmanların yarış-sökülmesi başladığında, titreşim frekansı açıkça değişir. Değişiklik, rulman tamamen kırılmadan 200 ila 400 çalışma saati arasında tespit edilebilir. Bu, mekanik titreşim denetimi için ISO 10816 kurallarına uygundur. Bu erken uyarı, planlı bir bakım duruşu sırasında rulmanları değiştirmeniz için size zaman tanır.
İzleme yoluyla conta ısıtıcı direncini kontrol edin. Conta bir kartuş ısıtıcı içerir. Isıtıcılar yaşlandıkça dirençleri de artar. Direnç eğilimlerine bakarak ısıtıcıların kullanım ömrünün sonuna yaklaştığını görebilirsiniz. Bu, sirkülasyon sırasında conta sıcaklıklarının arızalanmasını önler. Böyle bir arıza meydana gelirse, operatör fark etmeden yüzlerce contanın kırılmasına neden olur.
Delikli-bıçak kenarları da gözetim altındaydı. Ancak çoğu durumda sensör doğrudan bıçağın üzerine monte edilemez. Bunun yerine silüetler için gereken kuvveti ölçersiniz. Bu kuvvet, kanat tahrikli servo sistemin tork geri beslemesinden okunur. Bıçak köreldi ve kuvvet arttı. Tork normalden yüzde 15 – 20 daha yüksek olduğunda bu, bıçakların değiştirilmesi gerektiği anlamına gelir. Böylece kesim kalitesinin bozulmasını bekleyip sonra düzeltmek yerine taşlamayı veya değiştirmeyi planlayabilirsiniz.
Birleşik ABD. Enerji Bakanlığı Enerji Verimliliği ve Yenilenebilir Enerji Ofisi, üretim sisteminin güvenilirliği konusunda rehberlik sağlar. Yumuşak paketli cihazların tahmine dayalı bakımının-planlanmamış kesinti süresini yüzde 35-45 oranında azaltabileceğini söylüyor. Ayrıca bakım işçiliği maliyetlerini de pasif bakıma kıyasla yüzde 20-30 oranında azaltırlar.
Enerji Yönetimi ve Sürdürülebilir Verimlilik
Daha yüksek verimlilik daha fazla enerji kullanabilir. Bu, tasarruflarınızı azaltabilir. Bu özellikle elektrik fiyatlarının yüksek olduğu veya karbon vergilerinin uygulandığı durumlarda geçerlidir. Çöp Torbası Yapma Makinesi, enerji tasarrufu sağlama ve elektrik tüketimini yönetme özelliklerine sahiptir.
- Servo rejeneratif frenleme özelliklerden biridir. film-indeksleme servosu her döngüde tam hızdan sıfıra yavaşlar, motor bir jeneratör haline gelir. Kinetik enerjiyi DC baraya geri gönderir. Dakikada 250'den fazla devir çalıştıran hızlı makinelerde, bu geri dönüştürülmüş enerji, servo sistemin toplam güç ihtiyacının yüzde 15-25'ini karşılayabilir.
- Mühür yedekleme kontrolü başka bir fonksiyondur. Rulo değişiklikleri, format değişiklikleri veya kısa üretim duruşları sırasında conta sıcaklıkları iş ayar noktasının yüzde 85-90'ında tutulur. Her zaman oda sıcaklığına düşmez. Avrupa Komisyonu'nun Ortak Araştırma Merkezi'nin (JRC), polimer film dönüştürmeyle ilgili bir referans belgesi vardır. Bekleme modunun, kapatma çubuğunu yeniden ısıtmak için gereken süreyi 4-6 dakikadan 60 saniyenin altına düşürdüğü belirtildi. Tam yeniden ısıtmaya göre yüzde 40 daha az enerji kullanır.
- İsteğe bağlı-yapıştırıcıyla eritme de kullanılır. Büzgülü torba yapmak için yapışkan bant kullanan makinelerde, yapıştırıcı, isteğe bağlı sıcak eritme sistemi kullanılarak 50 – 100 gramlık küçük partiler halinde-işlenir. Her zaman 170'te 5 litrelik depoyu doldurmuyorlar. Bu, yapıştırma sisteminin enerji tüketimini yüzde 35-40 oranında azaltır.
Çözüm
Bir Çöp Torbası Yapma Makinesi üreticisinin verimliliği birçok şeyin birlikte çalışmasından gelir. Bunlar arasında makinenin tasarımı (tandem sızdırmazlık gibi), hareket kontrolü (servo-tahrikli S{-eğrisi indeksleme), otomasyon (fly-kesme rulosu değişiklikleri), hat içi kalite kontrolü (görüş-tabanlı kapalı-döngü düzeltme), çalıştırma yöntemleri (SMED-tabanlı takım tasarımı), bakım planlaması (titreşim ve torka dayalı tahmine dayalı izleme) ve enerji kullanımı (rejeneratif frenleme ve yedek sıcaklık kontrolü) yer alır.
Her parça farklı türden bir kaybı telafi ediyordu. Bu kayıp türleri OEE çerçevesindendir. Bunlar kullanılabilirlik, performans ve kalitedir. Ve bu parçaların etkileri sadece birikmiyor. İkisini çarpın.
Örneğin, bir makine her kayıp alanını yüzde 15 oranında artırırsa, toplam üretkenlik yaklaşık yüzde 55 oranında artar. Yüzde 15 değil. Bunun nedeni, performans ve kalitenin de iyileşmesi durumunda üretime daha fazla zaman kalmasıdır.
Gerçek bir üretkenlik{0}}mühendisliği sistemini daha hızlı olandan farklı kılan işte bu çarpma etkisidir.
Referanslar
- ISO 22400-2:2014.Otomasyon sistemleri ve entegrasyon - Üretim operasyonları yönetimi için temel performans göstergeleri (KPI'ler) - Bölüm 2: KPI tanımları.
- Plastik Mühendisleri Derneği (SPE).ANTEC Konferansı Bildirileri - Yüksek-Hızlı Polietilen Film Sızdırmazlığında Bekleme Süresi ve Sızdırmazlık Mukavemeti.
- IEEE.Endüstriyel Elektronik İşlemleri - S-Esnek Film İndeksleme için Eğri Hareket Profilleri.
- TAPPI Dönüştürme Bölümü.Film Dönüştürmede Boyutsal Tekrarlanabilirlik için Teknik Kılavuzlar.
- Avrupa Plastik Geri Dönüşüm ve Geri Kazanım Kuruluşları Birliği (EPRO).Esnek Film Dönüştürücüler için Operasyonel Karşılaştırma Verileri.
- Paketleme ve İşleme Teknolojileri Derneği (PMMI).Yüksek-Hızlı Paketleme Hatları için Hat İçi Denetim Teknolojileri.
- ISO 9001:2015.Kalite yönetim sistemleri - Gereksinimleri.
- Japonya Yönetim Derneği.Tek-Dakikada Kalıp Değişimi (SMED) metodolojisi ve uygulama çerçevesi.
- Üretim Performansı Enstitüsü.Dönüştürme Ekipmanı için OEE Kıyaslama Çalışmaları.
- İmalat Mühendisleri Derneği (KOBİ).Esnek Ambalajda Kestirimci Bakım Örnek Olay Çalışmaları.
- ISO 10816.Mekanik Titreşim - Makine Titreşiminin Dönmeyen- Parçalar Üzerindeki Ölçümlerle Değerlendirilmesi.
- ABD Enerji Bakanlığı - Enerji Verimliliği ve Yenilenebilir Enerji Ofisi.Üretim Sistemleri Güvenilirliği ve Bakım Kılavuzu.
- Avrupa Komisyonu Ortak Araştırma Merkezi (JRC).Polimer Film Dönüştürme Endüstrisi için BAT Referans Belgesi.
